【正文】 冗余配置。l 高效整合：IBM BladeCenter H將服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、I/O 與應(yīng)用程序緊密地集成在一起，客戶可以使用通用構(gòu)建模塊構(gòu)建強大而靈活的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)。n 通過多層冗余提供極為牢靠的可用性。通過現(xiàn)場培訓(xùn)用戶可以簡便的完成系統(tǒng)管理工作。單節(jié)點最高帶寬15GB/s，I/O平衡調(diào)度改善吞吐性能，已安裝的美國ASCI Purple 實測達到102GB/s；6．系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件：IBM Systems Director8）技術(shù)集成IBM完成硬件系統(tǒng)平臺，操作系統(tǒng)，系統(tǒng)平臺軟件的安裝調(diào)試以及與LSDYNA,radioss, NASTRAN等專業(yè)軟件商聯(lián)合安裝與調(diào)試，確保用戶的應(yīng)用軟件的正常運轉(zhuǎn)。同時，該軟件還充分利用了IBM在硬件上的先進技術(shù)，如集成的系統(tǒng)管理處理器（Service Processor），使管理軟件能夠以遠程方式管理每一個系統(tǒng)節(jié)點，從而方便系統(tǒng)的管理。通過軟件分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，與存儲節(jié)點和登陸節(jié)點通訊，進行硬件管理?？傮w方案描述根據(jù)客戶需求,一期采用刀片集群方案，二期擴展SMP小型機，具體方案描述如下：使用一套刀片中心，8片刀片，內(nèi)置萬兆交換機為各刀片之間提供10Gb/s帶寬。 保證ABAQUS、NASTRAN等隱式計算可以在cluster架構(gòu)下過渡性地運行，明年二期可以平滑地遷移到計劃的SMP小型機上，不建議采用X86 SMP服務(wù)器216。同時高性價比原則也不能僅理解成硬件系統(tǒng)的性價比，而應(yīng)該將所需軟件的費用一并納入考慮內(nèi)容；也不應(yīng)只是考慮系統(tǒng)在采購時的性價比，而應(yīng)考慮系統(tǒng)故障造成的時間損失和信譽損失、維修備件成本、維修人員成本、能源費用等。也就是說，由8個相對性能為一的處理器構(gòu)造的高性能計算系統(tǒng)不如使用由4個相對性能為2的處理器組成的高性能計算系統(tǒng)的使用效果好，理想狀態(tài)下對兩個4 CPU的作業(yè)它們的性能是一樣的，而對于一個作業(yè)來講后者只需前者一半的時間就可完成作業(yè)。下面分別列出了ANSYS和ABAQUS在典型高性能計算機上不同個數(shù)處理器上運行標(biāo)準(zhǔn)測試所花費的時間。IBM Power 575服務(wù)器2way Nehalem服務(wù)器性能比理論峰值速度 (GFlops)601緩存容量 (MB)64018內(nèi)存帶寬 (GB/s)27332I/O帶寬 (GB/s)94系統(tǒng)高可用性原則建設(shè)大規(guī)模的高性能計算機系統(tǒng)將面臨眾多的技術(shù)難題，其中系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及易管理性是該計算機系統(tǒng)應(yīng)具有的基本特征。系統(tǒng)高擴展性原則CAE高性能計算系統(tǒng)在提升作業(yè)吞吐能力（支持多用戶、多作業(yè)）的同時，還有一個重要的目標(biāo)是用來支持中、小規(guī)模計算機系統(tǒng)無法解決的特殊業(yè)務(wù)問題。半導(dǎo)體技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得不停地有新技術(shù)出現(xiàn)以提高某一方面的能力，因此綜合優(yōu)化利用所有在某一時刻最新最先進最成熟的技術(shù)才能建立一個全方面均衡的系統(tǒng)，任何一個主要部件的先進不代表整個系統(tǒng)的先進，任何一個主要部件的落后也會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的落后。正是由于 IBM 在高性能計算方面長期以來的不懈努力，使IBM在“大規(guī)模”高性能計算方面擁有大量用戶（安裝并已進入實際生產(chǎn)運行）。在高性能計算方面，IBM有一批資深的技術(shù)專家，他們不僅了解IBM的產(chǎn)品和技術(shù)，而且了解行業(yè)的應(yīng)用，熟悉行業(yè)的應(yīng)用軟件，這些專家負責(zé)與應(yīng)用軟件商和客戶應(yīng)用的密切技術(shù)合作和支持，經(jīng)常地與應(yīng)用軟件開發(fā)商一起研究和優(yōu)化應(yīng)用軟件，使應(yīng)用軟件在IBM的計算機體系結(jié)構(gòu)上運行得更好。對于影響高性能計算程序的編程環(huán)境IBM 有歷經(jīng)幾十年的強大編譯器（最優(yōu)的SPEC OMP2001性能）和優(yōu)秀的數(shù)學(xué)與科學(xué)函數(shù)庫ESSL, PESSL。IBM不僅在硬件技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，在高性能計算軟件方案上也有著獨到之處。從我們目前所熟知的銅芯片、絕緣硅技術(shù)，到后繼的lowK dielectric和silicon strainin等新技術(shù)已一一被發(fā)明出來。這兩次歷史性的太空飛行都凝聚著 IBM 無與倫比的智慧。單節(jié)點最高帶寬15GB/s，I/O平衡調(diào)度改善吞吐性能，已安裝的美國ASCI Purple 實測達到102GB/s；（6）高性能價格比。這樣在保證跨節(jié)點通信的優(yōu)越性能的同時，提供了較高的穩(wěn)定性；（4）整個系統(tǒng)節(jié)點間使用消息傳遞方式的并行任務(wù)（MPI或PVM）。該產(chǎn)品不僅集成了IBM在x系列服務(wù)器、p系列服務(wù)器方面的多種技術(shù)和特點，而且是開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和散熱方面都有許多的獨到之處，其關(guān)鍵的中間板的冗余設(shè)計，大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性，連接線纜的減少使集群系統(tǒng)的可維護大大提高。應(yīng)該根據(jù)用戶的預(yù)算和系統(tǒng)規(guī)模進行選擇。4）采用集群系統(tǒng)，進行擴展非常方便。同時集群的各個節(jié)點也可獨立進行運算。 集群節(jié)點采用XXX系列處理器，系統(tǒng)內(nèi)存的配置推薦XGB/Core，配置硬盤。根據(jù)隱式有限元分析要求內(nèi)存容量大、磁盤IO快、通信延遲低的特點，推薦采用基于SMP架構(gòu)的IBM Power 產(chǎn)品，小規(guī)模的隱式分析也可采用x3850 X5或x3755。 3．SMPCluster混合架構(gòu)：CAE應(yīng)用平臺的最佳選擇 如上所述，不同CAE軟件對計算機系統(tǒng)的需求差異很大，例如NASTRAN應(yīng)用對內(nèi)存和I/O的要求很高；而CFD類的應(yīng)用對CPU速度及網(wǎng)絡(luò)連接有較高的要求。而LSF和PBSpro 的價格比較高，同樣會增加用戶的投資。而且CAE的某些應(yīng)用軟件的擴展性不好，如隱式有限元分析（IFEA）類軟件通常只能用到最多8個CPU。 CAE硬件平臺的選擇 CAE在制造企業(yè)中承擔(dān)著關(guān)鍵的業(yè)務(wù)，所以其高性能平臺的選擇非常重要，這個平臺直接影響CAE的運行性能表現(xiàn)、整體成本和系統(tǒng)維護等方面問題。但是如果要構(gòu)造高性能、結(jié)構(gòu)合理并具有好的RAS特性的Cluster卻不是一件容易的事情。SMP系統(tǒng)通常具有以下特點： （1）系統(tǒng)內(nèi)的CPU共享并可以直接訪問所有的內(nèi)存； （2）由一個操作系統(tǒng)管理整個系統(tǒng)； （3）支持共享內(nèi)存方式的并行模式，如OpenMP、pthreads等； （4）支持消息傳遞方式的并行模式，如MPI、PVM等 （5）系統(tǒng)的價格相對較高； （6）為提高系統(tǒng)的使用效率，需要有功能強大的資源管理軟件和作業(yè)調(diào)度軟件配合進行系統(tǒng)管理。高性能計算（HPC）服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)分類及特點 目前市場上常用的高性能計算服務(wù)器大致可以分為以下3種體系結(jié)構(gòu)，即： 1．并行向量處理機（PVP） PVP系統(tǒng)含有為數(shù)不多、功能強大的定制向量處理器（VP），以及定制的高帶寬縱橫交叉開關(guān)和高速數(shù)據(jù)訪問。下表給出了常用的CAE軟件，并列出這些軟件的特點，包括并行方式和可擴展性。從對計算資源的需求來說，隱式解法的基本特點是內(nèi)存占用多、磁盤IO大、進程通信量大，因此，隱式解法要求系統(tǒng)的內(nèi)存容量大、訪存帶寬高、磁盤IO速度快、通信延遲低；相對而言，顯式解法對內(nèi)存、磁盤IO和通信延遲的要求要低一些。采用隱式算法的軟件主要有ABAQUS/Standard、ANSYS、適合求解靜力、模態(tài)、屈曲等問題；采用顯式算法的軟件主要有ABAQUS/Explicit、LSDYNA、PAMCRASH等，適合求解接觸、碰撞、沖擊等問題。前處理主要是建立問題的幾何模型、進行網(wǎng)格劃分、建立用于計算分析的數(shù)值模型、確定模型的邊界條件和初始條件等；計算分析是對所建立的數(shù)值模型進行求解，經(jīng)常需要求解大型的線性方程組，這個過程是CAE分析中計算量最大、對硬件性能要求最高的部分；后處理則是以圖形化的方式對所得的計算結(jié)果進行檢查和處理圖1給出了采用計算機進行產(chǎn)品開發(fā)的流程，包括建模、前處理（模型修改和網(wǎng)格生成）、計算分析、交叉學(xué)科綜合及后處理幾個部分。以下是目前全球超級計算機前十強的名單，IBM占據(jù)了5席：VendorRmax TFlopsInstallation1IBM1105DOE/NSSA/LANL (QS22/LS21)2Cray1059Oak Ridge NL Jaguar(XT5 QC GHz Opteron)3IBMFZJ Juelich (72 racks Blue Gene/P)4SGINASA Ames(Altix QC )5IBMDOE/NSSA/LLNL (104 racks BlueGene/L)6CrayNICS U Tenn Kraken(XT5 QC GHz Opteron)7IBMArgonne Natl Lab (40 racks Blue Gene/P)8SunTexas Adv Comp Center(QC GHz Opteron)9IBMDOE/NSSA/LLNL(36 racks Blue Gene/P)10BullFZJ Juelich(QC GHz Nehalem)來源： 在國內(nèi)，IBM的高性能計算機系統(tǒng)客戶遍布生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等自然學(xué)科領(lǐng)域，以及高等教育、石油勘探、航空航天、汽車制造等各行各業(yè)，其中包括目前國內(nèi)運算能力最強的中國國家氣象局UNIX高性能計算機系統(tǒng)（），以及目前國內(nèi)排名第二的中科院網(wǎng)絡(luò)中心百萬億次超級計算機。作為后起之秀的Linux 集群系統(tǒng)，吸取了SP大規(guī)模并行機的諸多優(yōu)勢，并且將SP上的優(yōu)秀的系統(tǒng)管理軟件和并行處理方面的程序移植到Linux 集群系統(tǒng)上，如并行系統(tǒng)管理軟件PSSP和通用并行文件系統(tǒng)GPFS等，從而使Linux 集群系統(tǒng)不僅能在并行運算方面的性能得到保障，增強了集群系統(tǒng)的可管理性，最新的技術(shù)進步使得在相同的空間內(nèi)采用刀片式服務(wù)器，從而將節(jié)點密度提高一倍，大大降低成本。由于Linux 集群系統(tǒng)性能卓越，可用性高，擴展能力強和易于掌握等優(yōu)勢，一經(jīng)推出，就被科學(xué)運算領(lǐng)域和商用領(lǐng)域的用戶認(rèn)可。IBM發(fā)明了包括并行處理、對稱多處理機和集群等技術(shù)，并通過它們始終保持著在業(yè)界的領(lǐng)先水平。作為行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先者，IBM公司在這一領(lǐng)域積累了長達半個世紀(jì)的豐厚經(jīng)驗，并在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，發(fā)明了包括并行處理、對稱多處理機和高性能計算機系統(tǒng)等并行計算的核心技術(shù)，并通過它們始終保持著在業(yè)界的領(lǐng)先水平。經(jīng)過廣泛調(diào)研，XX汽車決定采購一套高性能計算機系統(tǒng)用以運行CAE軟件。同時，隨著XX公司以品牌戰(zhàn)略、產(chǎn)品戰(zhàn)略、成本競爭戰(zhàn)略、質(zhì)量領(lǐng)先戰(zhàn)略、自主研發(fā)戰(zhàn)略、工業(yè)化戰(zhàn)略、人力資源戰(zhàn)略、組織與信息化戰(zhàn)略、供應(yīng)鏈戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等十大核心內(nèi)容為支撐的永續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的確立，XX公司的未來發(fā)展之路更加清晰，更加充滿希望和期待。XX公司自成立以來，始終肩負“成就擁車夢想，優(yōu)化生活品質(zhì)”的光榮使命，開創(chuàng)了中國汽車發(fā)展史上“高起點、大規(guī)模、專業(yè)化”建設(shè)的先河。XX公司實行“一個公司、兩個品牌”的經(jīng)營模式，東風(fēng)標(biāo)致商務(wù)部總部設(shè)在北京，東風(fēng)雪鐵龍商務(wù)部總部設(shè)在上海。XX汽車有限公司，1992年5月18日成立。不過，在如今，國內(nèi)的制造業(yè)一方面有了自己的進步，另一方面，國外的知名企業(yè)也紛紛將自己的研發(fā)中心設(shè)置在了國內(nèi)。美國、日本的一些公司都擁有總計算能力超過數(shù)十萬億次的高性能計算機用于新產(chǎn)品的研發(fā)。2005年6月，％。第 1 章 概述CAE一直是高性能計算的主要應(yīng)用領(lǐng)域。IBM并行文件系統(tǒng)GPFS簡介 46IBM BladeCenter 34總體方案描述 27處理器性能最大化原則 25第 4 章 CAE高性能計算系統(tǒng)設(shè)計原則 24CAE硬件平臺的選擇 15第 2 章 關(guān)于IBM高性能計算的簡介 7本建議書的有效期為自遞交之日起3個月。盡管北京九聯(lián)云天科技已經(jīng)盡力使本文檔內(nèi)容完整和有效，但仍可能有技術(shù)方面不夠準(zhǔn)確的地方或印刷錯誤。特別聲明 本建議書內(nèi)容，包括價格和配置，只適用于XX汽車客戶。本文檔提及的其他公司、產(chǎn)品和服務(wù)的名稱，可能是其他公司的商標(biāo)或服務(wù)的標(biāo)志。CAE高性能運算應(yīng)用程序的特點 11IBM優(yōu)勢 21系統(tǒng)高可用性原則 25關(guān)于XX汽車CAE項目投資的幾點建議 27IBM Power 575 32IBM System Storage DS5000 系列模塊化企業(yè)存儲系統(tǒng) 43 從TOP600的統(tǒng)計信息來看，工業(yè)領(lǐng)域所占的比例在不斷增加。許多國際著名的制造業(yè)大公司已實現(xiàn)了產(chǎn)品的虛擬化設(shè)計和制造，并實現(xiàn)了全球資源共享，利用全新的理念設(shè)計產(chǎn)品。更多的時候，通常的做法是產(chǎn)品在國外設(shè)計研發(fā)，在國內(nèi)生產(chǎn)。目前，在汽車領(lǐng)域，國內(nèi)的CAE進展的比較早,典型的應(yīng)用有汽車的沖撞試驗。2008年3月，XX公司已具備年產(chǎn)30萬輛整車、40萬臺發(fā)動機的生產(chǎn)能力；生產(chǎn)高檔轎車的武漢第二工廠將于2009年下半年全面建成投產(chǎn)，屆時，XX公司將具備年產(chǎn)45萬輛整車的生產(chǎn)能力。隨著今年下半年第二工廠高檔轎車的下線，XX公司的產(chǎn)品線將覆蓋經(jīng)濟型、中高檔、高檔等各個細分市場。近年來，XX公司的建設(shè)發(fā)展步伐不斷加快，年產(chǎn)銷量先后突破10萬輛、20萬輛，并正在向更高目標(biāo)邁進，生產(chǎn)經(jīng)營已呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢：產(chǎn)銷穩(wěn)步增長，成本控制成效顯著，經(jīng)營質(zhì)量明顯提升，自主研發(fā)能力日益增強。隨著科研水平的不斷提高，汽車CAE模擬對計算能力的需求也不斷增長。在過去十年中，高性能計算技術(shù)正處于創(chuàng)新的高峰期，其處理速度和總體計算能力的發(fā)展遠高于摩爾定律描繪的芯片技術(shù)的發(fā)展速度。IBM承諾將保持在高性能計算領(lǐng)域的領(lǐng)先位置。IBM Linux 集群系統(tǒng)是利用先進的體系架構(gòu)將IBM 的System x系列服務(wù)器、System p系列服務(wù)器以及TotalStorage存儲解決方案連接起來，通過集群技術(shù)實現(xiàn)高性能運算。IBM的大規(guī)模并行處理機SP系統(tǒng)已廣泛地運用在各個領(lǐng)域，該機（深藍）曾在1997年中的“人機大戰(zhàn)”中因戰(zhàn)勝棋王卡斯帕羅夫而享譽全球。其中，全球最快的計算機是 IBM的“RoadRunner”，實測浮點運算能力達到每秒1105萬億次。第 3 章 汽車